定義
金屬結構安裝是指將金屬結構的成品或半成品,裝在水電站中設計位置的施工與調試過程。水電站的金屬結構通常是指壓力鋼管、閘門、攔污柵和各種啟閉設備等。上述設備除壓力鋼管多在現場製造外,其餘大部分在工廠製造,以成品或半成品方式到貨,然後在現場拼裝與安裝 。
製造與安裝
壓力鋼管的作用是將水電站進水甘或壓力前池的水引向水輪機,一般由直管、彎管、岔管、伸縮節等組成。鋼板運到現場後,經矯平、劃線、切割、卷板、修弧、對圓、焊接等工序,即成待裝管節,如起重運輸條件允許,可將幾個管節組焊成一個較長的管段,經檢驗合格後安裝。
(1)直管、彎管是壓力鋼管的主體部分,一般先從水平段的彎管處開始安裝第一節,稱始裝節。它是以後安裝的基準,其中心高程、里程和中心要嚴格控制,經檢查合格後,將它牢固固定,然後自下而上依次逐節(段)進行對裝。對裝時相鄰兩節(段)的縱縫要相互錯開一段距離,待彎管安裝完後,進行澆築混凝土,澆築混凝土,須將彎管兩端留出一定長度,以利下階段的安裝與焊接。
(2)岔管是起分配水流作用的,由於其體形比較複雜,且焊縫集中,因此,製造前必須制定嚴裕的製造工藝。岔管的工藝,關鍵在下料和焊接。岔管制作完後,對所有焊縫均須進行無損探傷、局部或整體熱處理,然後進行水壓試驗,待其合格後才運往現場安裝。
(3)伸縮節的作用是減小鋼管由於溫度變化而產生的軸向應力,同時也可適應不均勻的沉陷。其加工製造大部分在工廠進行。它的安裝方法和鋼管一樣,其不同點是安裝時要注意內外套管的間隙值,須調整均勻,便於填裝止水盤根。近年來由於管徑不斷增大,給製造運輸帶來很大困難,經設計論證後,也有取消伸縮節的。
(4)中間支座安裝,明管安裝和上述安裝方法一樣,都是從鎮墩處開始,所不同的是它增加了中間支座的安裝。中間支座型式很多,主要有滾輪、滑動鞍形和搖擺等型式。支座安裝後,應能靈活動作,沒有卡阻現象。如系搖擺支座時,還應注意安裝時的溫度與設計溫度的差值,據此算出它的伸長或縮短的數值,進行支座位置的調整。
(5)為了檢驗鋼管的安裝與焊接質量,整條鋼管安裝完後,有的要求做整體水壓試驗。如果電站水頭高、管線長,多採用分段試壓,以免出現其上部已超過試驗壓力值,下部尚未達到試驗壓力的現象 。
閘門安裝
水電站的閘門種類很多,主要有平面閘門、弧形閘門、鏈輪門、人字門等。這些閘門(人字門除外)和攔污柵的安裝方法基本相同,它們的安裝分埋件和門葉、柵體兩部分。
(1)埋件安裝。它分底坎、門楣、主軌、反軌和側軌等。埋件安裝,通常在預先澆好的門槽內進行,先安裝底檻,然後自下而上再裝主軌、反軌和側軌,並用預埋螺栓進行調整,待其中心、高程、里程以及它們的相關位置均合格後,將其加以固定,並澆築二期混凝土。弧形閘門的門楣二期混凝土,必須晚澆,以便消除弧形間門的里程公差。為了縮短直線工期,也有個別電站取消二期混凝土,先將埋件組裝成整體,一次將它澆人混凝土內。但這種安裝方法,固定埋件的剛度要大,消耗材料多,否則容易走樣變形,質量難以控制。
(2)門葉與柵體安裝。由於門葉體積較大,往往因運輸上的限制多採用分節到貨,在門槽內或門槽外拼裝焊接成整體。攔污柵多在工地製造,成扇吊入槽內。閘門攔污柵安裝好後,須做起落試驗。如果是多孔共用的檢修門,門葉安裝好後,要在各個孔的門槽內,進行起落試驗,防止個別門槽出現卡阻現象,達不到公用的目的。
(3)人字門安裝。人字門埋件分底樞、枕座、頂樞和底檻四部分。埋件的安裝方法和其他門的埋件一樣,唯有底檻安裝程式和其他門不一樣,它的里程、高程只能暫時定位,且先不澆築二期混凝土,等門葉水封裝好後,將人字門關閉,調整相關位置,再澆二期混凝土。門葉安裝多在閘門室內進行,首先把安裝用的臨時支座鋪設好,然後將下節門葉吊放在支座上,等它調整合格後,再往上順次吊裝。在整個安裝和焊接過程中,要隨時檢查各部位公差和監視焊接變形。等門葉拼裝和焊接完成後,利用背拉桿調整門葉整體剛度,檢查斜接柱的跳動量,澆注支墊塊填料,最後連機調試 。
啟閉機安裝
啟閉機是起吊閘門的設備。它分固定式和移動式兩種。
(1)固定式啟閉機通常又分卷揚、液壓和螺桿式三種,前兩種套用最為廣泛,後一種在小水電和小型水利工程上套用較多。小型單吊點、單機架卷揚機一般為整體吊裝,雙吊點多機架卷揚機多採用分件吊裝。根據閘門吊點中心來找捲筒中心,而且左右捲筒的同心度,要調整在同一直線上,然後以捲筒開式齒輪為基準,調整其他部件,兩捲筒之間如果採用剛性聯軸連線時,應動作靈活,無蹩勁現象。液壓啟閉機經檢查清洗後,整體吊裝,以閘門的實際中心找正安裝,最後和油壓系統連在一起進行調試。
(2)移動式啟閉機分門式、台式和橋式三種。它們都在軌道上行走,具有一機多用的功能。這三種機型的安裝方法,大致相同。門機經檢查合格後,在軌道上進行安裝,其安裝順序,先組裝門架行走台車,接著吊裝門腿、主梁和端梁。等門架組裝成整體後,調整其相關的幾何尺寸和公差,並利用螺栓連線成整體,然後吊裝小跑車並安裝調整傳動裝置和電氣控制系統。
(3)啟閉機安裝完畢後,連同閘門一起進行啟閉試驗。門機須進行模擬操作和負荷試驗 。